Цель: рассмотреть основные виды повреждений трансформаторов; изучить методику и способы устранения неисправностей.

Повреждения трансформаторов, как правило, являются следствием нарушения действующих правил эксплуатации, аварийных и нештатных режимов работы, старения изоляции обмоток и др. Опыт монтажа и ремонта трансформаторов показывает, что две трети повреждений возникают в результате неудовлетворительного ремонта, монтажа и эксплуатации, а одна треть — вследствие заводских дефектов. Основные повреждения падают на обмотки, отводы, вводы и переключающие устройства.

  Серьезные неисправности трансформаторов возникают при повреждении магнитопровода, вследствие нарушения изоляции между отдельными листами электротехнической стали и стягивающими их болтами.

  В стыковых магнитопроводах причиной аварии бывает нарушение изоляции в стыках между ярмами 6; 8 и стержнями 1. Местные нагревы стали магнитопровода возникают в результате разрушения или износа изоляции стяжных шпилек 4, повреждения межлистовой изоляции и плохого электрического контакта.

  Частота и серьезность повреждений сердечника трансформатора зависят от качества изоляции стальных пластин. При повреждении межлистовой изоляции и, как следствие, объединении вихревых токов могут выгореть пластины электротехнической стали. Это явление называют «пожар стали»; дефект устраняется заменой выгоревших пластин. Изоляцию листов лучше всего производить маслостойкими изоляционными лаками (например, № 202,302). Лаковая пленка обладает высокой механической прочностью, нагревостойкостью и значительным электрическим сопротивлением. Повреждение или разрушение изоляции изоляционных трубок стяжных шпилек требует их замены бакелитовыми или бумажно-бакелитовыми трубками.

  Обрывы заземления магнитопровода приводят к его повреждению, поэтому все металлические части, кроме стяжных шпилек, должны быть заземлены. Способы заземления зависят от конструкции сердечника.

  Обмотки — наиболее уязвимая часть трансформатора, повреждение их изоляции создает опасность КЗ. Весьма значительно снижают электрическую прочность изоляции химические процессах, происходящие в трансформаторе из-за наличия в ней посторонних примесей: влаги (недостаточная сушка обмоток после ремонта, увлажнение охлаждающего масла); остатка растворителя пропиточного лака; воздуха или газов, оставшихся в изоляции после заливки бака маслом; посторонних механических примесей и твердых частиц.

  При повышенном нагреве внутренних частей трансформатора химические процессы становятся более интенсивными и их отрицательное воздействие на изоляцию резко возрастает.

  При внезапном коротком замыкании на зажимах вторичной обмотки в трансформаторе возникает переходный процесс, сопровождаемый возникновением большого мгновенного тока КЗ. Этот ток можно рассматривать как результирующий двух токов: установившегося и тока переходного процесса, постоянного по направлению, но убывающего по экспоненциальному закону.

  Наиболее частое повреждение обмоток силовых трансформаторов — это обгорание их соединений с вводом. В основном этот дефект возникает при некачественной эксплуатации силового трансформатора. В процессе эксплуатации из-за вибрации сердечника происходит ослабление или обрыв контактов между вводами и обмоткой. Дефект устраняется только при капитальном ремонте трансформатора, следовательно, в этом случае необходима замена силового трансформатора.

  Основные неисправности вводов трансформаторов — трещины, сколы и разрушения изоляторов в результате атмосферных перенапряжений, наброса металлических предметов или попадания животных на трансформатор, что приводит к межфазному КЗ на вводах, а также загрязнение изоляторов, некачественная армировка и уплотнение, срыв резьбы их стержней при неправильном навинчивании и затягивании гайки. Наиболее характерные повреждения вводов — течь масла между фланцем ввода с резиновой прокладкой и крышкой, в армировке или в местах выхода стержня. Повреждение вводов, как правило, сопровождается пожарами трансформаторов, приносящими значительный ущерб.

  Повреждения вводов 110 кВ и выше связаны в основном с увлажнением бумажной основы. Попадание влаги внутрь вводов возможно при некачественном выполнении уплотнений, при доливке вводов трансформаторным маслом с пониженной диэлектрической прочностью.

  Характерной причиной повреждения фарфоровых вводов является нагрев контактов в резьбовых соединениях составных токоведущих шпилек или в месте присоединения наружных шин.

  Сравнительно распространенными случаями повреждения бака, вызывающими его течь, являются нарушения сварных швов и недостаточная плотность прокладки между баком и крышкой. Основная причина повреждения расширителя, выхлопной трубы и крышки с внутренней стороны—это ржавчина, которая образуется в основном из-за конденсата.

  Повреждения переключателей напряжения. Переключатели ТПСУ-9-120/11 и ТПСУ-9-120/12, применяются в трансформаторах напряжением до 10 кВ и мощностью до 1000 кВ • А включительно; переключатели устанавливают под крышкой трансформатора.

  Частыми повреждениями переключателей являются оплавления и подгорания контактных поверхностей, вызываемые термическим действием токов КЗ, а также недостаточным давлением (нажатием) сегментных латунных контактов на цилиндрические неподвижные били неполным их соприкосновением между собой. При значительных оплавлениях и полном выгорании контактов переключатель заменяют новым. Исправная пружина для переключателей ТПСУ, ПТО должна обеспечивать усилие контактов в рабочем положении, равное 50—60 Н; ее исправность проверяют путем переключения по всем ступеням. При этом каждое положение переключателя должно четко фиксироваться и сопровождаться щелчком. При осмотре переключателя его следует очистить, закрепить и подтянуть контакты. Иногда контактная поверхность переключателей покрывается очень стойкой, твердой и тонкой пленкой—продуктом старения масла.

  Дефектировка трансформатора — комплекс работ по выявлению характера и степени повреждения его отдельных частей — наиболее ответственный этап ремонта, поскольку при этом определяются действительный характер и размеры повреждений» а также объем предстоящего ремонта и потребность в ремонтных материалах и оснастке. Работник, производящий дефектировку, должен хорошо знать не только признаки и причины неисправности, но и способы их безошибочного выявления и устранения.

  Повреждение внешних деталей трансформатора (расширителя, бака, арматуры, наружной части вводов, пробивного предохранителя) можно выявить тщательными осмотрами, а внутренних деталей — различными испытаниями. Однако результаты испытаний не всегда. позволяют точно установить действительный характер повреждений, поскольку любое отклонение от нормы, выявленное в результате испытаний (например, повышенный ток холостого хода), может быть вызвано различными причинами, в том числе витковым замыканием в обмотке, наличием замкнутого контура тока через стяжные болты и прессующие детали, неправильным включением параллельных обмоток и др.

Поэтому в процессе дефектировки, как правило, разбирают трансформатор и при необходимости поднимают активную часть что позволяет не только точно установить причины, характер и масштабы повреждений, но и определить требуемые для ремонта трансформатора материалы, инструменты и приспособления, а также время.

Разборка силовых трансформаторов

Подъем активной части магнитопровода начинают после слива масла из бака трансформатора. Слив осуществляют при открытом отверстии в крышке. После того как уровень масла опустится ниже рамы трансформатора, отвинчивают болты крышки и вместе с гайками и шайбами складывают их в отдельную емкость. После этого, если крышка не связана с активной частью, открыв на ней люки, отсоединяют отводы от контактных зажимов вводов и шарнирную часть привода переключателя. Если крышка связана с активной частью, отсоединения переключателя не требуется. У трансформаторов с устройством для регулировки напряжения под нагрузкой (с РПН) перед подъемом активной части снимают горизонтальный вал, соединяющий переключатель с контактами, и отключают отводы от контактов, предварительно промаркировав их. Подняв активную часть трансформатора, осматривают ее. Обычно на магнитопроводе и обмотках обнаруживают осадки грязи и продуктов разложения масла. Для их удаления магнитопровод и обмотки промывают струей теплого масла под небольшим давлением над баком. Твердые парафиновые отложения счищают плотными тряпками или мягкими кистями, смоченными в бензине. Внимательно осматривают обмотки; подгоревшие или почерневшие места указывают на наличие междувитковых замыканий обмоток или пробоев на корпус. Мегомметром на 1 кВ проверяют отсутствие обрывов и качество изоляции обмоток низкого и высокого напряжений на корпус и между обмотками.

В активной части проверяют также надежность контактов концов обмотки с выводами, места паек, изоляцию шпилек магнитопровода. При внешнем осмотре обращают внимание на состояние переключателей, бака, расширителя, соединительных трубопроводов и уплотнений, изоляторов выводов и их армировку.

Разобрав трансформатор, тщательно осматривают каждую его деталь. Все обнаруженные дефекты фиксируют в дефектационной карте стандартного образца. При дефектации трансформаторов старых конструкций с поврежденными обмотками, сведения о которых отсутствуют в типовых альбомах, снимают эскизы обмоток и выводов для изготовления новых.

Ремонт обмоток и магнитопровода Ремонт обмоток.

В большинстве случаев ремонт обмоток сводится к замене поврежденной изоляции проводов, клиньев, прокладок и других изолирующих обмотку элементов. Для проводов прямоугольного профиля большого сечения ограничиваются заменой поврежденной витковой изоляции. Переизолировку провода небольших однослойных катушек часто выполняют вручную. Поврежденные многослойные и другие сложные по конструкции обмотки, выполненные из проводов мелких сечений, как правило, заменяют новыми.

При ремонте старую поврежденную изоляцию удаляют обжиганием обмоток в специальных печах при температуре 260 — 300 °С. Для того чтобы витки обмотки при обжиге не разошлись, на обмотку в осевом направлении накладывают несколько проволочных бандажей, которые после обжига аккуратно снимают. Медный провод освобождают от остатков обгоревшей изоляции, зачищают наждачной бумагой. Витки обмотки изолируют бумажной или тафтяной лентой в два слоя в полный перекрой. Для изготовления новых обмоток применяют обмоточные станки с ручным или моторным приводом, снабженные редуктором, счетчиком числа оборотов, приспособлением для натяжения и выравнивания провода, пусковым устройством (для моторного привода), конусной вертушкой с обмоточным проводом, тормозным устройством и шаблоном, придающим катушке нужные размеры и форму. Способ изготовления катушек зависит от конструкции и типа обмоток.